Биоиндикационный признак неблагоприятных условий среды

Биоиндикация – это метод обнаружения и оценки воздействия абиотических и биотических факторов на живые организмы при помощи биологических систем. Эти­ми методами может быть обнаружен, например, эффект биологи­ческого накопления отдельных токсических веществ в организмах растений и животных. Чувствительные же организмы-биоиндика­торы реагируют не только на малые дозы экологического фактора, но и дают адекватную реакцию на воздействие комплекса факто­ров, выявляя синергизм, эмерджентность, ингибирование.

Существует биоиндикация специфическая (реакция только на один фактор) и неспецифическая (одна и та же реакция на многие факто­ры). Чувствительными биоиндикаторами могут служить как отдель­ные процессы в клетке и организме (изменение ферментативной активности, накопление аминокислоты пролина, изменения в пигмен­тном комплексе, накопление серы в листьях), так и морфологические изменения (изменения формы и размера листовой пластинки, появле­ние асимметрии, хлорозы и некрозы, уменьшение продолжительности жизни хвои, снижение линейного и радиального приростов).

В порядке возрастания толерантности к загрязнениям раститель­ные организмы располагаются в следующий ряд: грибы, лишайни­ки, хвойные, травянистые растения, листопадные деревья. Среди культур наиболее чувствительны салат, люцерна, злаковые, крестоцветные, а к нечувствительные виды – кукуруза, ви­ноград, розоцветные, подорожник.

Существуют два основных метода биоиндикации: пассивный и активный. В первом случае исследуют видимые или незаметные повреждения и отклонения от нормы, являющиеся признаками не­благоприятного воздействия, во втором используют ответную реак­цию наиболее чувствительных к данному фактору организмов (биотестирование). Это может быть как один фактор (сернистый газ), так и многокомпонентная смесь (выхлопные газы автотранспорта).

Методы биоиндикации должны отвечать следующим требованиям: относительная быстрота проведения инди­кации, получение достаточно точных и воспроизводимых результатов, наличие, пригодных для индикации объектов в большом количестве.

Разновидность биоиндикации – лихеноиндикация. Данный метод можно разделить на три группы. Первый позволяет изучить изменения, которые происходят в строении и жизненных функциях лишайников под влиянием загрязнения. Методы второй группы основаны на описании видов лишайников, обитающих в районах с разной степенью загрязнения атмосферы. Третья группа включает методы изучения целых лишайниковых сообществ в загрязненных районах и составление целых карт.

Сведения относительно использования содержания хлорофил­ла (и других пигментов) как биоиндикационных признаков, в лите­ратуре противоречивы. У чувствительных к заг­рязнению видов (липы, клена) наблюдается снижение содержания хлорофилла еще до появления видимых изменений и это может слу­жить достаточно надежным неспецифическим биоиндикационным признаком. Неспецифичность этого индикатора в том, что недостаток в по­чве азота, а также железа и других элементов, быстро сказывается на окраске листьев в результате разрушения хлорофилла в них и, этот признак очень часто используется для оценки низкого плодо­родия почв.

Цель работы: углубить представления о причинах загрязнения почвы нефтепродуктами, освоить метод определения нефтепродуктов в образцах почв, ценить уровень их загрязнения (сильно загрязненные, средне загрязненные, слабозагрязненные), сделать вывод о последствиях данного загрязнения для изучаемой экосистемы.

Оборудование и реактивы: электронные весы; фотоэлектроколориметр – ФЭК; центрифуга; ступки малые с пестиками; ножницы; толченое стекло; мерные колбы на 100 и 50 мл; 1%-ный раствор CuSO₄·5Н₂О; 2%-ный раствор К₂Сг₂0₇;7%-ный раствор аммиака; листья растений-ин­дикаторов, собранные в «загрязненной» и «чистой» зонах.

Порядок выполнения работы

Метод основан на извлечении хлорофилла из листьев раство­рителями (спирт, ацетон) и определении его количества на фотоэлектроколориметре или спектрофотометре. При работе с сухим материалом берут навеску 0,5-1 г, со све­жим – 1-2 г. На­веску растительного материала (исключая жилки) тщательно измельчают в фарфоровой ступке с битым стеклом. Извлечение хлорофилла из сухого мате­риала можно производить 90%-ным спиртом или 80-85%-ным аце­тоном, а из свежего – 96-98%-ным спиртом или абсолютным ацетоном. К растертому растительному материалу прибавляют немного растворителя и материал продолжают растирать вместе с раствори­телем.

Жидкость из ступки слива­ют в колбу объемом 50 см³. В ступку приливают 4-5 мл растворителя и вновь растирают в течение минуты, затем опять сливают в колбу. Эту манипуляцию повторяют 2-3 раза. Ступку ополаскивают несколько раз растворителем, выливая его в колбу. Промывание ведут до тех пор, пока стекающий раствор не станет бесцветным. Затем эк­стракт переносят в «пальчики» центрифуги и центрифугируют в течение 5 минут при 3000 об./сек. После чего надосадочную жидкость переносят в колбу на 100 см³ и вытяжку доводят до черты растворителем. Колориметрирование раствора производят на ФЭКе с красным светофильтром. Если жидкость окрашена в интенсивно зеленый цвет, ее необходимо разбавить, так как при больших концентрациях величины на ФЭКе могут выходить за пре­делы разрешающей способности прибора.

Для пересчета хлорофилла на стандартные величины использу­ют раствор Гетри, который готовится следующим образом: в мерную колбу емкостью 100 мл точ­но отмеривают растворы (1%-ный раствор CuSO₄·5Н₂О –28,5мл, 2%-ный раствор К₂Сг₂0₇–50 мл, 7%-ный раствор NH₄ОH – 10 мл), доводят дистиллированной водой до метки и пере­мешивают. Раствор Гетри по окраске колориметрически эквивалентен ра­створу кристаллического хлорофилла по содержанию последнего 85 г/л.

Методом разбавления стандартного раствора строят калибровоч­ную кривую, где по оси абсцисс откладывают содержание хлорофил­ла (мг/л), а по оси ординат – оптическую плотность. Калибровочную кривую строят от концентрации 0,085 мг/л (1 мл исходного раство­ра и 99 мл воды) до 0,85 мг/л (10 мл исходного раствора и 90 мл воды). Измерения на ФЭКе производят несколько раз, затем вычисляют среднее.

Дата добавления: 2015-10-02